論干渣機的選型

摘要：出渣系統是火力發電機組系統不可缺少的一個組成系統，其出渣的形式有干式出渣和濕式出渣，設備的選型多樣，隨著發電機組容量越來越大，出渣的量也越來越大。為了避免機組投產后就出現系統無法滿足電力生產經濟、安全的現象，對出渣系統主設備干渣機的選型進行探討，選擇合適的干渣機，避免投資失敗和資源浪費。文章著重介紹了干渣機的類型和優缺點，為同行們選型提供參考。

關鍵詞：干渣機;刮板;鋼帶;鱗斗;鏈條

前言：干式排渣系統采用風冷卻熱渣，不需要用水冷卻，系統無水耗，無廢水排放，無廢水處理系統。干式除渣系統按輸送鏈形式劃分，可分為鋼帶（網帶）排渣機、履帶（鏈板）排渣機、鱗斗排渣機三種類型。

1.干式除渣機介紹

干式排渣機全稱為風冷干式排渣機，簡稱干渣機，是風冷干式排渣系統的核心設備，用于無水耗的情況下對鍋爐底渣進行冷卻和輸送。干式排渣機以其節能、節水、環保等優點，在國內外得到廣泛的發展運用。成為與刮板撈渣機為代表的濕式排渣系統最具競爭力的排渣系統。

國內應用的干式排渣機有鋼帶（網帶）排渣機、履帶（鏈板）排渣機、鱗斗排渣機三種類型。

由于良好的密封性和爐底的負壓吸塵作用，干式排渣系統電廠的爐底和渣倉環境明顯比濕式除渣系統整潔。

1.1鋼帶（網帶）排渣機除渣系統

鋼帶（網帶）式排渣機式在國內現運行的各類干渣機中最早且最多使用的干渣機形式。鋼帶（網帶）式排渣機由意大利MAGALDI（馬加爾迪）公司在1987年研制（MAC干排渣系統），我國于2002年開始自主研發鋼帶（網帶）式排渣機，并針對國情和使用的問題對排渣機和整個干渣系統做了許多創新，使得鋼帶（網帶）式排渣機日趨完善。

鋼帶（網帶）式排渣機主要由驅動系統、輸送/清掃系統、液壓張緊系統、輸送托輥、進風系統、殼體等組成。輸送系統采用不銹鋼網帶傳動。

優缺點分析：輸送網帶以靠驅動輥摩擦力驅動，傳動平穩，磨損小，但過載易打滑。底部設置清掃系統以清掃底部灰渣，增加了一套系統，多了一個故障點，增加了功耗，不適合大傾角輸送。清掃系統負載大磨損大?！兑幊獭芬幎ā帮L冷式鋼帶輸渣機傾斜段傾角不宜大于33°”，實際使用中可以達到35°以上。

該機型是目前國內使用數量最多的干渣機類型。目前裝機容量可滿足1000MW機組。

1.2履帶（鏈板）排渣機除渣系統

履帶（鏈板）式排渣機由克萊德貝爾格曼（DRYCON，德國，原為英國）公司研制開發的產品，該設備適用于常規燃煤鍋爐底渣的連續輸送，其工作原理是采用圓環鏈傳動，疊加履帶（鏈板）板為載體，密閉式底部吸入自然空氣進行冷卻的排渣機，冷卻后的熱風也全部進入爐膛。履帶（鏈板）式排渣機從2006年上半年進入中國市場。

履帶（鏈板）式排渣機其核心輸送帶由兩條高強度圓環鏈和一組履帶（鏈板）板組成，圓環鏈年拉伸率（包括拉長和磨損）約1%～2.3%，雙鏈條偏差也在25～100mm，由于履帶（鏈板）為連續布置，當雙鏈偏差接近半個鏈環時需要及時對鏈條進行對調或者更換，否則會引起鹵代板變形，甚至引起設備卡塞。

優缺點分析：履帶（鏈板）式排渣機采用自清掃帶，適合較大傾角輸送，降低了成本和設備高度，但限于其結構特點，底部有殘留，且在干渣機尾部易堆積灰渣，會造成一定污染。由于采用圓環鏈傳動，傳動力大大提供，無打滑問題。圓環鏈線接觸形式易磨損，雙鏈同步性差，輸送系統壽命較低。大傾角輸送履帶（鏈板）板易變性產生故障，最大輸送角度40°。

目前國內已投運40～50臺。國內最大單機連續出力30t/h。出口國外的最大單機連續出力45t/h，短時最大出力90t/h。

1.3鱗斗排渣機除渣系統

鱗斗排渣機是針對帶（網帶）式排渣機運行中的種種不足，由我國自主研發的新一代干式排渣機，最大裝機容量1200MW;鱗斗排渣機是依靠風冷，鱗斗為承載灰渣和換熱載體，套筒模鍛鏈為改向、承載和傳動中心，輸送程依靠簡支軸支撐，回程依靠懸臂軸支撐，具有同步清掃器的自清掃全密閉式鍋爐底渣干式排渣機。

冷卻系統：輸送鱗斗之間搭接存有細小縫隙，冷空氣通過鱗斗間的微小縫隙透過鱗板，對鱗斗上部的熱渣進行冷卻。鱗斗主體為沖壓曲面結構，底板換熱面積增加30%。鱗斗采用耐熱合金鋼，傳熱系數約是不銹鋼的3倍;鱗斗獨特的結構強度更高。干渣機密封嚴密，進入爐膛的風量小，溫度高，控風嚴格。重力自鎖風門，降低風速，減少飛灰，節能環保;安全性較高。

鱗斗干渣機采用鏈條為運動副硬化處理的高耐磨精密套筒模鍛鏈，具有較高的強度及耐磨性。鏈板與銷軸為柱面接觸結構，接觸面大，磨損小;采用精密鍛造和加工制作，適合雙鏈寬幅長距離輸送。以套筒模鍛鏈為中心，輸送和改向受力合理，適合大傾角輸送。同步性好，不跑偏、故障率低。

自清掃輸送鏈：輸送鏈配置自清鱗斗，實現自清掃底部積灰。設有同步清掃器，避免尾部積灰，提高自清掃效率。逆流擋板，大傾角輸送;有益于形成渦流換熱?？臻g緊湊、占地面積小。

鱗斗是干渣機的承載換熱部件，整個排渣機的輸送在閉式的鱗斗內，高溫熱渣在鱗斗內冷卻輸送。鱗板節距200mm，漏灰率小;線密封漏灰少。鱗斗主體為沖壓曲面結構，適于輸送細灰，強度更高。鱗斗設有厚壁管、清掃板加強，承受沖擊力大。

關鍵部件的使用壽命高：整個輸送系統噪音小，磨損少，驅動功率降低。關鍵部件的使用壽命在50000小時以上。輸送鏈條和托輥均硬化處理，壽命高。設有輔助耐磨板，提高鏈條壽命，保證托輥磨損后仍能正常工作。易損件更換方便，維護工作量少。

鱗斗排渣機輸送鏈采用雙套筒模鍛鏈和一組鱗斗組成。由于套筒模鍛煉采用精密鍛造和加工工藝，且單鏈條為寬幅雙鏈板結構，保證雙鏈條傳動的同步性，無偏差;年拉伸率（主要是磨損）約0.1～0.5%。

優缺點分析：套筒模鍛為精密鏈傳動，不打滑，出力大，磨損小，同步性高，耐磨壽命高，不足是制造工藝復雜且要求較高;鱗斗制造工藝也比較復雜，但作為輸送換熱載體，冷卻效果好，更適合大傾角輸送。鱗斗干渣機輸送承載也采用簡支軸支撐，比懸臂軸抵抗沖擊能力強;自清掃輸送結構，簡化了系統，減少了故障點，降低了費用，且設有同步清掃器，尾部無積灰。

2干式除渣設備和除渣系統方案的選擇

國內應用的三種類型干式排渣機，基本能保持運行一年半至兩年內無故障。兩年后，各類故障開始出現：

（1）鋼帶（網帶）式排渣機過載易打滑，因為多了一套清掃裝置、液壓張緊裝置，故障點多。因為不合適大傾角輸送，故系統布置上常采用斗提機二級輸送上倉的方式，增加了故障點。由于網帶自身結構的特點加上為滿足足夠的摩擦力，時刻保持高張緊狀態，導致網帶極易被拉伸變長年拉伸率約1%～2%）;而清掃系統中傳統的圓環鏈有一個更大的弊端，即使是配對的鏈條在長時間使用后也會出現不等長的情況，影響系統運行。

清掃裝置是鋼帶（網帶）式排渣機故障最多的部位。設備運行兩年后，常會出現清掃鏈磨損、跑偏、斷鏈、掉鏈、刮板彎曲等故障。根據我們2016年2月在某發電有限公司的調查，鋼帶（網帶）式排渣機系統運行2年后，主要故障表現在以下幾個方面：吹灰或大排渣時容易打滑，大出力易跑偏;干渣機清掃鏈故障多，磨損嚴重;經常采用人工除渣方式，對正常生產造成較大影響;二級輸送的斗提機出現卡塞和跳閘;1～2月要進行一次跑偏處理，運行3年后更換鏈輪，維護檢修量較大。該廠采用鋼帶（網帶）式排渣機斗提機上渣倉的系統，運行至2017年約6年，已經向其集團提出“#1、#2爐干式排渣系統技術改造”的“技術改造及重大修理項目可研報告”申請，申請將原有鋼帶式排渣系統改造為鱗斗排渣機系統。

（2）履帶（鏈板）式排渣機采用自清掃帶，避免了鋼帶的清掃鏈，減少了一大故障點。由于采用圓環鏈傳動，傳動力大大提供，無打滑問題。但圓環鏈線接觸形式易磨損，圓環鏈年拉伸率（包括拉長和磨損）約1%～2.3%，雙鏈同步性差，檢修工作量大，輸送系統壽命較低。大傾角輸送時履帶（鏈板）板易變性產生故障。由于工作行程與回程全部采用懸臂托輥承托鏈板兩側導板，鏈板兩側導板強度較低，易出現卡澀，變形故障。鏈板與鏈條連接接手軸存在相互轉動，磨損嚴重，圓環鏈為線接觸型式，兩側鏈條磨損不均時，鏈板側板磨損嚴重，運行不夠穩定。

（3）鱗斗干渣機的故障率最低，運行維護檢修工作量最小。其輸送套筒模鍛鏈的板鏈和芯軸柱面接觸，應力小，幾乎不會拉長（年拉伸率約0.01%～0.05%）。不打滑，出力大，磨損小，同步性高，耐磨壽命高;鱗斗作為輸送換熱載體，冷卻效果好，更適合大傾角送。自清掃輸送結構，簡化了系統，減少了故障點，降低了費用，且設有同步清掃器，尾部無積灰。湖南某電廠在2013年04月將1#爐網帶干渣機本體改為鱗斗排渣機。改造完全解決了原有鋼帶機的眾多問題，維護量非常低。運行至2016年底，未補充過任何備品備件，得到了電廠的高度評價。

結論：根據以上分析，鱗斗干渣機的綜合性能最好、布置傾角最大（有利于直接進倉的最簡布置方式）、工藝流程簡單，運行費用少，系統維護檢修量小，使用壽命長。鱗斗干式排渣系統結構簡單，布置方便，節省空間。

參考文獻：

[1]冀長坤.火力發電廠除渣系統技術及應用[J].科技與創新，2017（23）：160-161.

[2]張磊，張傳偉.1000MW機組除渣系統的選擇[J].發電設備，2008（02）：140-142.

作者簡介：史震偉（1970-12），男，漢族，江蘇常州，工程師，主要從事從事鍋爐檢修技術管理工作